Способ управления гистерезисным электродвигателем Советский патент 1982 года по МПК H02P7/36 H02K19/08 

Изобретение относится к электротехнике, а точнеа к управлению гистерезисным электродвигателем.

Известен способ управления гистерезисным двигателем, состоящий в том, что после заруска двигателя повышают, а затем дискр)етно уменьшают напряжение питания двигателя 13.

В процессе увеличения напряжения увеличивается магнитный поток в двигателе, что приводит к намагничиванию ротора. В результате снижения напряжения и при условии сохранения повышенной намагниченности рютора осуществляется относительно увеличение степени возбуждения двигателя и резко улучшаются его энергетические показатели.

В практической реализации способ требует увеличения установленной мощности-источника, используемого в синхронном режиме работы двигателя лишь для указанного намагничивания. Это в ряде случаев приводит к неоправданному увеличению габаритов источника и снижению его КПД.

На иболее близким к изобретению яв/шется способ управления гистерезисным электродвигателем, согласно которому формируют последовательность периодических фазных токов основной частота питания, задают низкочастотную последовательность намагничиваю- щих импульсов напряжения, с помощью которых формируют в указанной последовательности фазных токов однополярную последовательных намагничивающих токов Г2 3.

Как при уменьшении, так и при увеtoличении импульса намагничивгимцей силы, согласно этому способу, в двигателе возникает переходный процесс, изменяющий равн(1ерное вргидение поля статора. В частности, после выключе15ния импульсного источника в расточке двигателя возникает неподвижное в пространстве поле, которое постепенно за 2-3 периода частоты питания затухает. Суммарное поле вместо кру20гового становится эллиптическим с переменной скоростью вращения внутри оборота. Инерционный ротор двигателя, как правило, не изменяет сколь-либо заметно скорость своего вращения за

25 время переходного процесса. В результате имеет место взаимное скольжение {XJTopa и поля статора при уменьшении последнего по абсолютной величине, что приводит к размагничиванию роте- 30 ра. т.е. стиоается намагниченность, приобретенная при увеличении намагничивающей силы во время импульса и снижается эффективность перевозбужде ния. При периодическом следований намагничивающих импульсов ротор начи |Нает скользить, т.е. снижается его перегрузочная, способность. Особенно &ТО сказывается при управлении высок оборотными двигателями при частоте питания 1000 Гц и выше. Целью изобретения является улучше ние энергетических характеристик электродвигателя и повышение его перегруэочной способности. Поставленная цель достигается тем что согласно способу управления гис терезисным электродвигателем, при котором Формируют последовательность периодических фазных токов основной частоты питания, задают, низкочастотную последовательность намагничивающих импульсов напряжения, с помощью которых формируют в указанной последовательности фазных токов однополяр ную последовательность намагничивающих токов, формируют дополнительную последовательность импульсов напряже ния, противоположных по знаку намагничивающим, причем каждый дополнительный импульс подают в момент окон чания Намагничивающего импульса напряжения . На чертеже схематически представлено устройство.для реализации предлагаемого способа. Указанное устройство содержит гистерезисный двигатель 1, подключен ный к основному источнику 2 питания через разделительный ключ 3. Параллельно двум фазам двигателя 1 подключены основной импульсный, источник 4 через разрядный ключ 5 и дополнительный импульсный источник б через дополнительный разрядный ключ 7. Управление разрядным ключом 5 осуществ ляется от блока 8 управления длитель ностью, фазой и частотой импульсов, управление дополнительньом разрядным ключом 7 - от блока 9 управления. Управление разделительным ключом 3 осуществляется блоками 8 и 9 через логический элемент 10 ИЛИ. Способ осуществляется следующим Образом. Импульсная модуляция напряжения питания направлена на увеличение намагниченности ротора, что обеспечивает высокие энергетические показатели гистерезисного двигателя. Любое дискретное изменение напряжения питания в цепи с индуктивностями вызывает появление апериодических составляющих тока и потока, создаю,щих в расточке статора неподвижное поле. Скорость затухания этого поля зависит от электромагнитных постоян ых времени статораи приведенных индуктивностей ротора, а также от внутреннего сопротивления источника питания. Для ускорения затухания этого поля необходимо формировать импульсы противоположного по знаку напряжения, которые могут быть созданы либо путем введения в цепи статора добавочных сопротивлений, либо путем отключения основного источника и подключения двигателя к дополнительным гасящим сопротивлениям, либо изменением полярности напряжения питания. Во всех случаях на зажимах двигателя образуется импульс напряжения противополоЛного знака, величина которого зависит от величины вводимого сопротивления и -величины запасенной энергии в индуктивных цепях двигателя. Такой импульс обеспечивает ускоренное гашение поля двигателя. Практически достаточно иметь импульс обратного напряжения по амплитуде по отношению к амплитуде намагничивающего напряжения, равным 1-5. Длительность этого импульса менее 1/4 периода частоты питания основного источника. Б данном случае последовательность импульсов обратного по сравнению с намагничивающим знака создается с помощью дополнительного импульсного источника б, подключенного к фазам двигателя 1 через дополнительный разрядный ключ 7. Здесь между разделительным ключом 3 и фазой двигателя 1 подключена клемма импульсного источника 6, имеющая знак минус, т.е. полярность подключения дополнительного импульсного источника противоположна полярности подключения основного. Работой дополнительного разрядного ключа 7 управляет блок 9 управления, который определяет длительность дополнительных импульсов. Каждый дополнительный импульс должен следовать за каждым намагничивающим. Поэтому частота следования и момент включения импульсов обратной полярности задается через блок 9 управления блоком 8 управления длительностью, фазой и частотой импульсов. Для исключения замыкания импульснь х токов через основной источник 2 питания используется разделительный ключ 3, который размыкает цепь при включении как намагничивающих импульсов, так и импульсов обратного знака. Управление разделитель.ным ключом 3 осуществляется блоками 8 к 9 через логический элемент 10 ИЛИ. Таким образом, создание дополнительной последовательности импульсов проггивоположног.0 знака с помощью дополнительных импульсного источника 6, разрядного ключа-7 и блока 9 управления позволяет быстро погасить неподвижное поле двигателя, возникающее после прохождения намагничивающих импульсов и тем самым повысить Пере;ГРУЗОЧНУЮ способность И УЛУЧШИТЬ энергетические характеристики двигателя . Формула изобретения 1. Способ управления гистерезисным электродвигателем, при котором формируют последовательность периоди ческих фазньи токов основной частоты питания,, задают низкочастотную после :довательность намагничивающих импуль сов напряжений, с помощью кбторых фо мируют в указанной последовательности фазных токов одн1ополярную последовательность намагТТичивакпанх токов, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик электродвигателя и повышения его перегрузочной способности, формируют дополнительную последовательность импульсов напряжения, пропротивоположных по знаку намагничивающим, причем каждый дополнительный импульс подают в момент окончания намагничивающего импульса напряжения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 140381, кл. Н 02 К 19/08, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР ( 455429, кл. Н 02 К 19/08, 1972.